L’interazione dinamica in cui il calcolo ad alte prestazioni exascale incontra l’esplorazione biofisica, ampliando le frontiere della conoscenza e catalizzando una nuova era di scoperte senza precedenti nel campo della biologia.
In un documento in Diario biofisicoil biofisico Rafael Bernardi di Università di Auburn e i suoi colleghi hanno fatto luce sulle capacità della prossima generazione di supercomputer nel rimodellare il panorama della biofisica.
I supercomputer exascala stanno inaugurando una nuova era nella scoperta della biofisica. Credito immagine: Auburn University
IL Fondazione nazionale per la scienza degli Stati UnitiI ricercatori supportati approfondiscono la fusione tra la modellazione computazionale a esascala e la biofisica sperimentale, fornendo una prospettiva per un futuro in cui le scoperte vengono fatte con nuova precisione.
Ora i biofisici, con l’aiuto del calcolo avanzato ad alte prestazioni, possono sfidare ipotesi biologiche di lunga data, illuminare dettagli complessi e creare nuove proteine o progettare nuovi circuiti molecolari.
I biofisici computazionali possono simulare processi biologici complessi che vanno dai modelli subatomici a quelli della cellula intera con dettagli straordinari.
Illustrazione di una proteina posizionata su un chip di computer. Computer nuovi e potenti stanno aiutando gli scienziati a progettare e comprendere le proteine come mai prima d’ora. Credito immagine: Rafael C. Bernardi, Auburn University
“I nuovi computer a esascala consentono ai biofisici computazionali di andare oltre ciò che può essere fatto sperimentalmente e simulare processi biologici con un livello di dettaglio molto più elevato”, afferma Bernardi.
“Ad esempio, ora possiamo capire come i batteri patogeni si legano agli esseri umani durante l’infezione a livello atomico, generando dati per modelli di intelligenza artificiale e aprendo nuove strade di esplorazione”.
Storicamente, campi come la fisica e la chimica hanno fatto molto affidamento su modelli teorici per guidare gli esperimenti. Oggi la biologia si trova a un bivio simile, con nuovi software e hardware specializzati che diventano fondamentali nel decifrare i dati sperimentali e nel proporre modelli innovativi.
Il supercomputer pubblico esascala Frontier, implementato dall’Oak Ridge National Laboratory nel 2021, insieme alla rapida proliferazione di strumenti di intelligenza artificiale su misura per la biofisica, mostra i profondi passi avanti compiuti per collegare la simulazione con l’osservazione, secondo Bernardi senza soluzione di continuità.
Secondo gli scienziati, lo slancio acquisito dalla biofisica computazionale rappresenta un cambiamento epocale. Con il progredire della ricerca biofisica, si prevede che la perfetta integrazione degli sforzi sperimentali e computazionali ridefinirà le frontiere della conoscenza, afferma Bernardi, ponendo le basi per scoperte che potrebbero rimodellare la nostra comprensione del mondo biologico.
Fonte: NSF
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
